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關(guān)于zigbee項(xiàng)目測(cè)試的建議書(shū)
zigbee項(xiàng)目方案建議書(shū)
ZigBee集中抄表系統(tǒng)
(方案建議書(shū))
華立儀表集團(tuán)股份有限公司
HOLLEY METERING LTD.
一． ZigBee通信的簡(jiǎn)單介紹
ZigBee又叫紫蜂技術(shù)，是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類(lèi)似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類(lèi)似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾公里。
ZigBee技術(shù)自誕生以來(lái)，已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域主要包括集中抄表（AMR）、工業(yè)控制、汽車(chē)自動(dòng)化、家庭和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)用設(shè)備控制等。
ZigBee協(xié)議是開(kāi)放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此任何國(guó)家、任何公司所提供的ZigBee產(chǎn)品都必須符合這一標(biāo)準(zhǔn)，并且ZigBee聯(lián)盟提供了完善而嚴(yán)格的測(cè)試平臺(tái)對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。這些措施保證了任何ZigBee產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互連和互操作。這對(duì)于系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和擴(kuò)展都帶來(lái)了極大的方便。
二．ZigBee技術(shù)的主要特點(diǎn)：
面向無(wú)線傳感和工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域；
? 采用國(guó)際IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際ZigBee聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)；
? 全球通用的免費(fèi)使用許可證頻段ISM（2.4GHz）；
? 支持雙向通信（物理層通信速率250kbps，16通道/2.4GHz頻點(diǎn)）； ? 支持復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型/樹(shù)形/網(wǎng)狀/混合網(wǎng)）和強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)管理能力（網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)建立、修補(bǔ)、優(yōu)化路由），系統(tǒng)可擴(kuò)展性和可伸縮性好；
? 支持?jǐn)?shù)據(jù)加密；
? 支持超低功耗（電池供電）；
三．華立ZigBee自動(dòng)抄表系統(tǒng)的先進(jìn)性與獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
1. 華立自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用的是國(guó)際領(lǐng)先的ZigBee無(wú)線抄表技術(shù)
華立ZigBee自動(dòng)抄表技術(shù)是華立自己開(kāi)發(fā)的有自己獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。其穩(wěn)定性與成熟性已居世界前列。
華立是國(guó)內(nèi)儀器儀表行業(yè)第一家ZigBee國(guó)際會(huì)員（250多家成員公司，
包括Motorola，Ember，Ti-Chipcon，Philips、Siemens，Honeywell，Samsung，等），采用國(guó)際IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際ZigBee聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)；
2. 華立ZigBee自動(dòng)抄表系統(tǒng)頻段免費(fèi)，運(yùn)營(yíng)成本極低
采用全球通用的免費(fèi)使用許可證頻段ISM（2.4GHz），而且，支持超低功耗（電池供電），運(yùn)營(yíng)成本極低。
3. 華立ZigBee自動(dòng)抄表系統(tǒng)通道的獨(dú)特性
1）高速特性：
ZigBee所具備的高速通信通信能力，可以很容易的滿足很多高實(shí)時(shí)性應(yīng)用需求；對(duì)于集抄領(lǐng)域而言，高速意味著可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
2）保密特性：
支持雙向通信，載波偵聽(tīng)/沖突避免（CSMA/CA）通信方式，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密； 128位Advanced Encryption Standard（AES）數(shù)據(jù)加密；
3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)：
支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型，樹(shù)形，網(wǎng)狀，混合網(wǎng)絡(luò)；自動(dòng)建立、修補(bǔ)、優(yōu)化路由。
4）抗干擾特性：
抗干擾性主要取決于兩個(gè)指標(biāo)：
調(diào)制方式：ZigBee采用的是O-QPSK調(diào)制方式，并使用了DSSS擴(kuò)頻技術(shù)，因此抗干擾能力非常強(qiáng)，能夠在周?chē)脑胍糁疁?zhǔn)確無(wú)誤的識(shí)別數(shù)據(jù)信號(hào)；
同頻干擾：ZigBee的通信頻率達(dá)到2.4GHz，遠(yuǎn)離一般電器所能產(chǎn)生的頻率干擾, 另外ZigBee有16個(gè)信道且通過(guò)主站的1條切換信道控制命令很容易實(shí)現(xiàn)信道切換，極大地減少和避免了相鄰網(wǎng)絡(luò)的同頻干擾。
5）可升級(jí)特性：
ZigBee的可擴(kuò)展性不僅表現(xiàn)在可以管理龐大的網(wǎng)絡(luò)，更主要表現(xiàn)在其接口的規(guī)范化、應(yīng)用領(lǐng)域的多元化、應(yīng)用層的用戶化。接口的規(guī)范化可以保證產(chǎn)品的延續(xù)性和繼承性；應(yīng)用領(lǐng)域的多元化可以保證產(chǎn)品對(duì)不同應(yīng)用需求的適應(yīng)能力；應(yīng)用層的用戶化為用戶提供了靈活的應(yīng)用接口，保證了個(gè)性化需求的實(shí)現(xiàn)。有了上述保證，用戶需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，不需要對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任何更換或修改，新擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)就可以無(wú)縫的加入原網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到即插即用的擴(kuò)展能力。
6）功能可擴(kuò)展特性：
可實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間間隔級(jí)別（分/時(shí)/日）的自動(dòng)抄表的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程送/斷/限電控制和網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)。
4. 華立ZigBee自動(dòng)抄表技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
1）系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)和升級(jí)成本優(yōu)勢(shì)
? 無(wú)或極少布管線，安裝方便快捷，節(jié)點(diǎn)設(shè)置完畢即可遠(yuǎn)程主動(dòng)登陸系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)建立速度快；
? 通信網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)環(huán)境和通信線路無(wú)關(guān)，系統(tǒng)維護(hù)成本低廉； ? 臺(tái)區(qū)內(nèi)單一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障不會(huì)引起其它節(jié)點(diǎn)正常通信；
? 系統(tǒng)支持子網(wǎng)分層和子網(wǎng)互連、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)，可跨臺(tái)區(qū)變壓器組網(wǎng)；
? 具有優(yōu)良的開(kāi)放性，可根據(jù)相應(yīng)的接口和規(guī)約，做相應(yīng)的接入，并支持對(duì)后期產(chǎn)品的功能升級(jí)。
2）開(kāi)放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
? 穩(wěn)定、可靠的通信協(xié)議；
? 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品的互換性和互操作性；
3）其它應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
? 本地遠(yuǎn)距離高速抄表（ ZigBee掌機(jī)配合）；
? 超低功耗可應(yīng)用于水、氣、熱表領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)三表統(tǒng)一集抄；
四．ZigBee自動(dòng)抄表方案介紹
以管理終端（集中器）為分析對(duì)象，可根據(jù)實(shí)際情況選擇其上、下行通道，以確定方案及設(shè)備的選購(gòu)。
1. 下行通道：
單相居民表，可采用在各樓道表箱，或集中裝表區(qū)安裝一個(gè)485/ZigBee采集器，如圖一所示：485/ZigBee采集器與表計(jì)之間通過(guò)485進(jìn)行通訊，集中器下行通過(guò)ZigBee方式和采集器進(jìn)行通訊，每個(gè)采集器最大可掛16塊單相485表（可擴(kuò)展掛32塊485表）。
2. 上行通道：
上行通道可按照用戶要求和實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。選擇如下：
當(dāng)安裝管理終端（集中器）的位置到供電局可通光纖或已有光纖，上行通道使用光纖通道，及在集中器配置以太網(wǎng)模塊。
優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定、傳輸數(shù)據(jù)速率快、一次性投入無(wú)后續(xù)通信費(fèi)用； 劣勢(shì)：光纖鋪設(shè)費(fèi)用相對(duì)較大。
當(dāng)安裝集中器位置到供電局無(wú)有線通道，可采用GPRS通道，及在集中器配置GPRS模塊，另外需要主站在現(xiàn)有專(zhuān)網(wǎng)內(nèi)或在主站端配備公網(wǎng)固定IP地址，并要申請(qǐng)相應(yīng)的移動(dòng)SIM卡（開(kāi)通GPRS功能）。
優(yōu)勢(shì)：集中器安裝位置靈活、數(shù)據(jù)通信較為穩(wěn)定、傳輸數(shù)據(jù)速率較快； 劣勢(shì)：運(yùn)行過(guò)程中存在一定GPRS通信費(fèi)用。
另外有采用手持掌機(jī)的方案，由抄表人員持掌機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)，直接和采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)到掌機(jī)里，在將掌機(jī)里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到主站或直接導(dǎo)入到營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中（需做接口）。
優(yōu)勢(shì)：如果直接導(dǎo)入到營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中，可節(jié)省集中器及主站軟硬件費(fèi)用、運(yùn)行過(guò)程中無(wú)后續(xù)通信費(fèi)用；
劣勢(shì)：無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)做適時(shí)監(jiān)控、需配備一定人工工作。
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